电气柜的结构设计探讨

电气柜的结构设计探讨

乔大明

默飓电气有限公司 浙江省温州市 325000

摘要：电气柜是采用钢材质加工制作而成的柜子，用来保护元器件使其能够正常工作。电气柜在化工行业、环保行业、冶金系统和消防安全监控等领域有着广泛应用，在我国工业化发展过程中，对电器柜需求增加、要求提高。随着很多企业对配电系统的投资力度加大，也进一步加强了电气柜安全、稳定和可靠保障。同时需相应提高电器柜设计水平，在其结构设计中要保证达到技术要求，以满足实际使用需要。文章主要分析了电气柜内部结构及功能，探讨电气柜结构设计要求和要点等内容，以加强对电器柜结构设计的认识，注意设计中的各项问题，以满足实际需要。

关键词：电气柜；内部结构；主要功能；设计要求；设计要点

我国经济社会发展过程中，人们对电器柜建设愈加重视。对于电气柜，对其结构合理设计和创新，可以有效降低使用中安全风险，避免发生火灾等安全责任事故，还可提高对电器柜的检修效率，有效提高工作人员工作效率，保障人民群众生命财产安全。但在当前对电气柜结构设计中，还存在对其设计和创新重视不足的情况，需要进一步加大重视力度，确保电气柜安全运行规程中，保证其运行效率，确保电力系统安全稳定运行。

1.电气柜内部结构与主要功能

1.1电气柜分类

按照柜体组成，可以将电气柜分为两种类型，即机柜和机箱。机柜的外形比较大，由多个单体柜组成，包含框架、前后门、顶盖和底板、底座等部分。相对而言，机箱要小一点，一般是一个整板折弯成形，需要保证其焊接强度。机箱并没有单独框架，需要在其内部焊接架板来安装元器件。

1.2电气柜内部结构和功能

1. 母排结构。

2. 固定面板式配电柜。也称为配电屏，正面为用于遮挡和开闭的柜体面板，背面和侧面为开放式，可以接触到带电器件。固定面板式配电柜防护等级较低，主要在安全性要求较低、连续供电场合中采用。

3. 抽屉式配电柜。这种配电设备的安全性较高，其柜体使用钢板制作，柜体中安设抽屉，抽屉内安设各个电气元件，以构成独立功能单元。与上述配电柜相比，抽屉式配电柜的可靠性、安全性和互换性更高，在对供电可靠性要求较高的集中控制配电中心适用。

4. 门手柄和小型分线配电结构。

5. 动力照明配电柜。其安装为封闭式，根据施工场合的具体要求其安全等级不同，多作为低级配电柜使用。

6. 小型母排结构。

7. PLC接地处理。

8. 电源接地处理。

9. 柜体主接地。

10. 变频器接地处理。

1.3电气柜特点

电气柜机柜使用钣金结构制成，牢固性较强，钣金结构机框架可选择组装式结构，其组装简单、联接安全，还便于移动。机柜整体结构可以牢固联接，出现故障几率较低，可以保证存储设备运行稳定。一般会对钣金机柜角规进行镀锌处理，因此机柜避免导电问题，实现安全接地，有效防止出现触电等安全事故。机柜前后门采用高密度网孔，以顺利发挥屏蔽作用，确保内部设备安全。对机柜表面进行喷砂处理，使其耐腐蚀性大大提高，有效延长实际使用年限。在维护和保养方面，钣金结构也有着良好便利性^[1]。

2. 电气柜设计要求

2.1技术要求

首先，电气柜要保证其技术性能良好，具备良好的防辐射、康振东、抗冲击和防水防尘性能。第二，设计电气柜过程中，要保证安全防护措施到位，使用性能好，便于人们安装、操作和维修，且能够保障工作人员使用安全。第三，电气柜设计要考虑到通风散热问题，以减少设备问题的产生。第四，设计电气柜，要按照标准化、规格化等要求进行，改进设计策略，减少按照图纸制作的繁琐性。第五，电气柜设计需保证电磁兼容达标，在机柜有效的空间资源中设备能够以良好性能作业。第六，电气柜结构设计中，要保证机柜造型美观、外表色彩协调、经济适用^[2]。

2.2设计工作者要求

设计人员要合理选择使用材料，保证结构强度基础上，一种结构使用尽量种类少的板材加工制作，保证材料利用率，降低成本。在确保机柜性能情况下，合理简化加工工序，结合车间实际加工生产能力对图纸合理优化。要预留好门板、侧板与框架间间隙，具体其设计中需考虑到粉层厚度和加工误差。严格使用设备设计机柜安装孔尺寸，图纸中将尺寸明确、清晰标注好，特别是重点部分尺寸信息。

2.3安装使用要求

电气柜主要功能就是保护内部设备，使其能够安全政策运行，因此在设计电气柜过程中，需保证其结构满足安装内部设计的需求，设计中要明确机柜中各设备安装中相关线路的走向，规划好内部设备安装布线、元件的联接，以确保可以顺利完成设备安装。

2.4经济实用性要求

电气柜设计要满足经济性、实用性原则，在确保其使用质量、使用性能和安全性前提下，控制好机柜制作成本，尽量降低成本投入。

3.电气柜的结构设计策略

3.1电气柜设计要点

（1）机箱设计

机箱设计相对简单，要注意机箱箱体，其箱体是一次折弯成形的，设计中注意是否可以折弯，一次折成不允许的情况下需拆分处理。机箱没有太高的强度要求，多在户内小型配电箱中使用。

（2）电气柜柜体加工设计

型材类框架机柜的强度较低，多用于户内，其抗震性差，实际使用范围较小。但具有价格低的优势，在机柜设计中要考虑到其实际使用环境，不优先考虑使用型材类。钣金类框架强度高、使用范围广，抗震性能较高，但其成本较高，且需较长的加工周期。

首先是框架的设计，一般机柜框架按照4柱8梁的方式构成，按照组成方式可以将其分为两种，即组装式和焊接式。一般在户内使用组装型框架，这种环境下使用对防护等级的要求较低。户外则多采用焊接框架，对强度、防护等级和耐蚀性要求较高，因此多采用钢板加工制作立柱和横梁，以充分保障框架的强度。

其次是门板设计，柜体前后门板使用钢板加工，要求在1.5mm以下，以避免门板过重引发下垂，门板出现下垂现象则需加门托进行处理。门板长度在800mm以上，需选择好加强筋安设在门板上，避免其变形。门板上需设置加密孔，以满足通风要求，将柜体中设备屏蔽。依据人机工程学相关知识，合理设计门板锁孔距离地面高度^[3]。

3.2电气柜结构设计理论

当前电气柜使用相当广泛，但在其结构上还存在一些问题，比如电气柜的门存在局限性，容易引发电气柜安装、维护保养方面问题。因此设计中要加大重视力度合理解决。此外，在电气柜中很多线路交错相连，会影响到检修作业效率，且其内部计量部在未设置保护装置情况下，易出现损坏。以及电气柜底部完全密封现象，会影响到热量的发散，在高温影响下元器件易被损坏。

为解决上述问题，可以使用绝缘隔板将电气柜划分为多个空间，每个空间中安装相应设备，开口处需设置好玻璃盖板方便工作人员观察。电气柜底部、顶部可安装拼接板，在其底部预留缺口，以方便散热同时还利于接入电缆，避免由于高温而引发的安全事故。

3.3电气柜结构设计创新应用

配电系统负荷加大的过程中，对电气柜的散热性能也在提高，因此需创新研究散热良好的电气柜，这种电气柜属于电力设施领域，包含柜体，柜体设置侧板、顶板和底板，并分别在上面开设三个散热口，且散热口之间大小一致，第一散热口处要求可以拆卸、连接，并设置可以将其封闭的第一封板，第二散热口处同样有第二封板，且可拆卸连接。第三散热口要求可拆卸连接，且设置连接板，连接上与风扇连接。这种电器柜上合计更加合理，散热结构多，方便将电气柜内部热量快速散出。

结束语：

社会经济发展下，电气柜备受人们青睐，其使用愈加广泛，同时对其性能要求也在提高。在电气柜结构设计中，需掌握其设计要求、准则和相关注意要点，以保证电气柜性能，发挥其应用优势。

参考文献：

[1]黄春阳. 浅谈电气柜的结构设计[J]. 丝路视野,2018(25):169.

[2]张悦华,韩笑. 机床电气柜结构功能与配置的设计[J]. 信息记录材料,2018,19(6):66-67.

[3]尹洋,李伟. 关于钣金结构的机柜设计探讨[J]. 企业文化（下旬刊）,2015(5):224-224.